KNX/RF und Implementierungen (Siemens GAMMA wave, Siemens Synco Living, Hager Tebis) - Titelblatt
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KNX/RF und Implementierungen
(Siemens GAMMA wave, Siemens Synco
Living, Hager Tebis)
Stefan Kleindl 1
Titelblatt
1
Übersicht
Association & Standard
System & Anwendungen
KNX Modell
KNX/RF
Siemens GAMMA wave
Siemens Synco Living
Hager Tebis
2
Themenüberblick
2Association & Standard
KNX Association, gegründet Mai 1999, von der Mehrheit der Mitglieder aus
folgenden Associations:
BatiBUS Club International (BCI)
European Installation Bus Association (EIBA)
European Home Systems Association (EHSA)
Europäische Standard
• CEN EN 13321-1 (2003)
• CENELEC EN 50090 (2006)
Internationaler Standard
• ISO/IEC 14543-3 (2006)
KNX zählt mittlerweile über 100 Mitglieder
3
KNX Association & Standard
Die KNX Association wurde im Mai 1999 von der Mehrheit der Mitglieder aus
BatiBUS Club International (BCI), European Installation Bus Association (EIBA)
und European Home Systems Association (EHSA) gegründet und hat ihren Sitz
in Belgien.
Sie (die Association) entwickelte den KNX Bus Standard, ein Feldbussystem für
Anwendungen im Heim- und Gebäudeautomationsbereich, z.B. Heizung,
Ventilation, Klimaanlage, Beleuchtung, Rollläden,… und führt auch die
Zertifizierung von KNX Produkten durch.
KNX wurde in Europa und weltweit standardisiert u.a. in folgenden Standards:
CENELEC EN 50090 – Europäische Standard für Heim- u. Gebäudesteuerung
CEN EN 13321-1 – Europäische Standard für Gebäudeautomation
ISO / IEC ISO/IEC 14543-3 – Int. Standard für Heim- u. Gebäudesteuerung
3System & Anwendungen
KNX (Konnex)
• offener Standard für die Vernetzung und Steuerung von Gebäudetechnik
• im Wesentlichen eine Weiterentwicklung des bekannten EIB-Systems
(Europäischer Installationsbus)
• entscheidende Erweiterung: KNX-RF (Konnex Funk).
• Spezifikation beinhaltet auch Service- und Netzwerkmanagementtools
Hauptanwendungen
• Beleuchtung
• Jalousiesteuerung
• HVAC (Heating, Ventilation, & Air Conditioning)
• Energie Management
• Sicherheit
• Haushaltsgeräte
4
System & Anwendungen
KNX (Konnex) ist ein offener Standard für die Vernetzung und Steuerung von
Gebäudetechnik und im wesentlichen eine Weiterentwicklung des bekannten
EIB-Systems (Europäischer Installationsbus). Die Spezifikation beinhaltet auch
Service- und Netzwerkmanagementtools.
Eine entscheidende Erweiterung bildet KNX-RF (Konnex Funk), welcher die
Loslösung vom drahtgebundenen Übertragungsmedium bedeutet und somit neue
Anwendungsfälle schafft.
Die Hauptanwendungen liegen in den Bereichen Beleuchtung,
Jalousiesteuerung, HVAC (Heating, Ventilation, & Air Conditioning), Energie
Management, Sicherheit und Haushaltsgeräte.
4KNX Modell
5
Kommunikation (Common Kernel):
Enthält ein aufs OSI-7 Schichten Model Aufbauende Kommunikationssystem:
• „Physical Layer“ (Twisted Pairs (TP), Power Lines (PL), Radio Frequency (RF), Infrared (IR), Ethernet)
• “Data Link Layer” (Medium Access Control und Logical Link Control)
• “Network Layer”
• “Transport Layer” ermöglicht vier Arten der Kommunikation zwischen den Teilnehmern:
- one-to-many connectionless (multicast),
- one-to-all connectionless (broadcast),
- one-to-one connectionless,
-one-to-one connection-oriented.
• „Session und presentation Layers“ sind leer
• “Application Layer” (Services)
Konfigurations-Mechanismen:
Es stehen drei Konfigurations-Mechanismen zur Verfügung:
• System (S) - Mode:
Zur Planung, Konstruktion und Konfiguration von KNX/EIB Produkten (PC basierte ETS -
Engineering Tool Software)
• Easy (E) - mode:
Einfache Installation, Standardfunktionen und Konfiguration mit einfachen Tools (kein PC
notwendig)
• Automatic (A) - Mode:
“Plug-and-Play” Konfiguration (keine Tools für die Konfiguration notwendig)
Im Folgenden wird speziell auf KNX/RF eingegangen.
5KNX/RF
RF dient zur drahtlosen Kommunikation im 868MHz Bereich.
Wichtigsten Kennzahlen:
• Mittenfrequenz: 868,3 MHz
• Sendeleistung: 1-25 mW
• Tastgrad (duty cycle): 1%
• Modulation: FSK
• Kodierung: Manchester
• Bitrate: 16.384 kBit/sec
• Chiprate: 32.768 kChips/sec
• Asynchrone Übertragung und halbduplex bidirectionale oder
unidirectionale Kommunikation.
• Zugriff aufs Medium: CSMA
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KNX/RF Kennzahlen
RF dient zur drahtlosen Kommunikation im 868MHz Bereich. Die Frequenz von
868 MHz wurde gewählt, da diese aufgrund gesetzlicher Regelungen im
Vergleich zu alternativen Bändern nur wenig gestört ist. Gegenüber den neuen
Bändern im Bereich 2,4 GHz besitzen Geräte bei 868 MHz günstigere
Ausbreitungseigenschaften.
Weitere wichtige Eigenschaften:
Sendeleistung:1-25 mW
Tastgrad (Verhältnis Impulsdauer zu Periodendauer) liegt bei 1%
Zur Modulation wird FSK (Frequency Shift Keying) verwendet
Kodierung: Manchester
Bitrate: 16.384 kBit/sec
Chiprate (Bitrate des Spreizcodes ) : 32.768 kChips/sec
Asynchrone Übertragung und halbduplex bidirectionale oder unidirectionale
Kommunikation.
Zugriff aufs Medium: CSMA
6KNX/RF
Adressierung:
2Arten:
• Individuelle Adressierung
• Gruppenadressierung
KNX/RF verwendet „erweiterte Gruppenadressen“:
Gruppen Adresse + Seriennummer des Sender
7
KNX/RF Adressierung
2 Arten der Adressierung:
Die Individuelle Adressierung dient in erster Linie für die Konfiguration einzelner
Geräte, die Gruppenadressierung wird für die Runtime-Kommunikation
verwendet (d.h. im Betrieb ist die Standard-Adressierung immer Multicast - die
Gruppenadresse 0x0000 dient als Broadcast-Adresse).
Adressierungsprobleme ergeben sich bei benachbarten Installationen die den
selben Adressbereich für Gruppen- und Individualadressen verwenden. Die
Zuweisung von Domainadressen ist aufgrund unidirektionaler Geräte, die nicht
konfiguriert werden können, nicht möglich, daher wurde, um die Gruppen-
Telegramme von verschiedenen Geräten unterscheiden zu können, die
erweiterte Gruppenadresse eingeführt. Dabei wird zusätzlich die Seriennummer
des Absenders zur Zieladresse hinzugezogen.
7KNX/RF
Frame:
Block1:
Block2:
8
KNX/RF Frame
Das Frame-Format für KNX-RF besteht aus mehreren Elementen. Jedes
Telegram startet mit einem Preheader, auf den sich der Empfänger
synchronisiert.
Nach dem Preheader folgt der erste Block mit einigen Kontroll-Informationen
(z.B. uni- od. bidirektionaler Sender, Signalstärke, Batteriestatus) und der Serien-
Nummer (SN) des Absenders. Der erste Block besteht immer aus 10 Datenbytes
und besitzt eine eigene Checksumme mit 2 Bytes.
Die Nutzdaten folgen im Block 2, der maximal eine Länge von 16 Bytes plus 2
Bytes Checksumme haben kann. Das Standard KNX Frame enthält
Sender/Empfänger Adresse, Adresstyp (individuelle - oder Gruppenadresse) und
LFN (Link Layer Frame Number) zur Duplikaterkennung.
Bei längeren Telegrammen folgen weitere Datenblöcke. Die Codierung der Daten
ab Block 2 entspricht im Wesentlichen dem KNX Telegrammformat wie es auch
für Twisted Pair und für Powerline definiert ist.
Die Postamble definiert das Ende des Headers.
8KNX/RF
KNX/RF Geräte
• unidirektional (nur senden, stromsparend, z.B. für Sensoren)
• bidirektional (z.B. Aktoren)
• Non-PC basierte Konfiguration (Easy Mode)
• Batterielebensdauer: 1-3 Jahre (mit 2-3 AA Batterien)
Bereits im Handel:
Geräte von Siemens (Gamma Wave) und von Hager (Tebis TX)
9
KNX/RF Geräte
Bei den Geräten unterscheidet man zwischen unidirektional (nur senden,
stromsparend, z.B. für Sensoren) und bidirektional (z.B. Aktoren).
Die Konfiguration erfolgt im Normalfall Non-PC basiert (im Easy Mode). Der
Automatic Mode bietet nur eine sehr eingeschränkte Funktionalität, daher
existieren derzeit keine Geräte auf dem Markt, die diesen Mode unterstützen.
Die Geräte sind batteriebetrieben, mit einer Batterielebensdauer von 1-3 Jahre
(mit 2-3 AA Batterien).
Geräte von Siemens (Gamma Wave) und von Hager (Tebis TX) sind bereits im
Handel erhältlich.
9Siemens GAMMA wave
…von der Siemens Automation and Drives (A&D) für die Gebäudetechnik im
KNX-Standard entwickeltes Funksystem.
…ermöglicht das drahtlose Steuern von Raumfunktionen (z.B. Schalten,
Dimmen, Bedienen einer Jalousie).
Eigenschaften:
• Easy Push-Button Mode
• bidirektionales Funksystem
• maximale Einbautiefe von 32 mm
GAMMA wave wird z.B. bei Synco Living integriert.
10
Siemens GAMMA wave
GAMMA wave ist ein von der Siemens Automation and Drives (A&D) für die
Gebäudetechnik im KNX-Standard entwickeltes Funksystem. Es ermöglicht das
drahtlose Steuern von Raumfunktionen (z.B. Schalten, Dimmen, Bedienen einer
Jalousie).
GAMMA wave verwendet ein bidirektionales Funksystem und den Easy Push-
Button Mode. Die bedeutet:
• Kein extra Kontroller zur Konfiguration im System
• Geräte verlinken sich eigenständig
• Sie werden durch das Drücken von je einem Taster in den so genannten
Lernmodus versetzt
• Sensoren schicken Link Commands
• Aktoren Antworten
Die Geräte haben eine maximale Einbautiefe von 32 mm.
GAMMA wave wird u.a. bei Synco Living integriert.
10Siemens Synco Living
Synco Living ist ein Systembaukasten,
der eine ganzheitliche Lösung für alle
Haustechnikbereiche darstellt und sich
stufenweise allen Bedürfnissen der
Nutzer anpassen lässt.
Eigenschaften:
• Alle Funktionen werden nur noch von einer Bedienzentrale aus
konfiguriert, überwacht und bedient
• einfachen Konfiguration und Inbetriebnahme
• Diverse Szenarien programmierbar (z.B. Willkommens-, Abschieds-,
Panikszenarien, …)
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Siemens Synco Living
Synco Living ist ein Systembaukasten, der eine ganzheitliche Lösung für alle
Haustechnikbereiche darstellt und sich stufenweise allen Bedürfnissen der
Nutzer anpassen lässt.
Anwendungen sind z.B. Alarmanlage, Sonnenschutz, Beleuchtung,
Raumtemperaturregelung, Heizkesselsteuerung, Rauchmelder, Fensterkontakte,
Rollädensteuerung, …
Es sind auch diverse Szenarien programmierbar (z.B. Willkommens-, Abschieds-,
Panikszenarien, …).
Alle Funktionen werden nur noch von einer Bedienzentrale aus konfiguriert,
überwacht und bedient.
Laut Hersteller einfachen Konfiguration und Inbetriebnahme.
11Hager Tebis
…ist ein flexibles Installationssystem (nach dem Konnex-Standard), das alle
Komponenten der Haustechnik miteinander verknüpfen kann.
…steuert z.B. Beleuchtung, Rollläden, Jalousien, Dachfenster, Temperatur.
Durch den modularen Aufbau kann tebis nachträglich bedarfsabhängig
erweitert werden.
Unterschied zu GAMMA wave:
Easy Controller Mode
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Hager Tebis
Hager Tebis ist ein flexibles Installationssystem (nach dem Konnex-Standard),
das alle Komponenten der Haustechnik miteinander verknüpfen kann. Es steuert
z.B. Beleuchtung, Rollläden, Jalousien, Dachfenster, Temperatur …
Durch den modularen Aufbau kann Tebis nachträglich bedarfsabhängig erweitert
werden.
Im Unterschied zu GAMMA wave (Easy Push-Button Mode) verwendet Tebis
einen Easy Controller Mode.
Für den Controller Mode ist, wie der Name schon sagt, ein zusätzliches Gerät
erforderlich, das die Verknüpfungen zwischen den Geräten, nach bestimmten
Connection Rules, herstellt.
12Quellen
KNX/RF:
http://www.konnex.org/
„Konnex Radio Frequency“, Joost Demarest, Wireless Congress –Munich 10 November 2005
“Home & Building Automation with KNX – Benefits compared to competing systems”, Joost Demarest
“KNX has become an International Standard: ISO/IEC 14543-3”, KNX Association
“The world`s only open STANDARD for home and building control!”, KNX Association
„KNX System-architecture“, KNX Association
„Volume 3: System Specifications - Supplement 22: KNX Radio Frequency“, KNX Association
Siemens GAMMA wave:
http://www.eib-home.de/siemens-instabus-eib-funk-gamma-wave.htm
http://www.automation.siemens.com/et/gamma/index_00.htm
http://www.automation.siemens.com/et/gamma/html_00/products/wave/retrofitting.htm
https://mall.automation.siemens.com/AT/guest/index.asp?aktprim=0&nodeID=10000450&lang=de&foldersopen=-
9315-8604-7964-1-9495-&jumpto=9495
http://www.automation.siemens.com/bilddb/index.asp?aktPrim=0&nodeID=10000450&lang=de
Siemens Synco Living:
http://www.eib-home.de/siemens_knx_synco_living_sbt_hvp.htm
http://www.siemens.com/page/1,3771,1333784-0-999_0_0-175,01.html
Hager Tebis:
www.hager.de/tebis/
http://www.hagergroup.at/menu/unsere-produkte/gebaeudesystemtechnik/tebis-funk-knx/1024-214.htm
13
Quellen, Stand 15.5.2007
13Sie können auch lesen
